ELEKTRİKLİ ARAÇLAR İÇİN EKSENEL AKILI ÇİFT ROTORLU SABİT MIKNATISLI SENKRON MOTOR TASARIMI VE ÜRETİMİ

Abstract

Son yıllarda elektrikli araçlara olan ilgi giderek artmaktadır. Bunun en önemli sebepleri; büyük yerleşim merkezlerinde araba yoğunluğu nedeniyle oluşan çevre kirliliği, fosil yakıtların tükenmesi, dünyanın enerji kaynağı sıkıntısına girmesi, verimli ve maliyet etkin elektrikli motor ve sürücü teknolojisindeki ilerlemeler, elektrik enerjisinin depolanmasını sağlayan bataryalardaki gelişmeler ve sürüş güvenliliğinin ön plana çıkmasıdır. Elektrikli araçlarda enerji verimliliğini sağlayan en önemli etkenlerden biri motordur. Elektrik makineleri alanında baskın bir şekilde hâkim hale gelen sürekli mıknatıslı senkron motor sınıfından olan eksenel akılı sürekli mıknatıslı senkron motor, diğer motor türlerine göre birçok avantaja sahiptir. Uyarma alanı olmadığından rotor kayıplarının ciddi oranda azaltılması sebebiyle verimi daha yüksektir. Titreşim ve gürültü seviyesi bakımından da eksenel akılı motorların üstünlüğü bulunmaktadır. Ayrıca kolaylıkla ayarlanabilen hava aralığına sahiptirler. Doğrudan sisteme entegre olabilmesi de elektrikli araçlarda kullanım açısından önemli bir özelliktir. Bu tezde literatürde TORUS motor olarak adlandırılan çift rotorlu eksenel akılı sürekli mıknatıslı motor tasarlanmıştır. Bu motorun en belirgin özelliği düşük hızlarda bile yüksek moment üretebilmesidir. Ayrıca verimleri de diğer motorlara göre daha yüksektir. Bu çalışmada; eksenel akılı motorlar ve bu motor sınıfının bir üyesi olan TORUS motor ve TORUS motorun tasarımında kullanılan optimizasyon yöntemi hakkında bilgiler verilmiştir. TORUS motor tasarım denklemleri çıkarılarak bu denklemlere göre optimizasyonu yapılarak analizi ve üretimi gerçekleştirilmiştir.

In recent years, interest in electric vehicles (EV) has been increasing. The most important reasons are environmental pollution caused by the density of cars in large residential centers, depletion of fossil fuels, the world's shortage of energy resources, advances in efficient and cost-effective electric motor and drive technology, improvements in batteries that store electrical energy and driving safety. One of the most important factors that provide energy efficiency in electric vehicles is the motor. The axial flux permanent magnet synchronous motor (AFPM), which is a dominant magnet in the field of motor, has many advantages over other types of motors. Since there is no excitation zone, the efficiency is higher due to the significant reduction of rotor losses. In addition, one of the major advantages of AFPM is the high power density. AFPM are also superior in terms of vibration and noise levels. Besides, they have an easily adjustable airgap. Its direct integration into the system is also important feature for use in EV. In this thesis, double rotor AFPM is designed and this motor is called as TORUS motor in literature. The most prominent feature of this motor is that it can produce high torque even at low speeds. In addition, their efficiency is higher than other motors. In this study; information about AFPM and the optimization method used in the design of TORUS motor, which is a member of this motor class. TORUS motor design equations were removed, optimization, analysis, and production was carried out.